輪轂齒輪，是一個傳動比上常用的更換系統的自行車，其與行星或實施周轉齒輪。齒輪和潤滑劑密封在輪轂齒輪的外殼內，而撥鏈器齒輪則將齒輪和機構暴露在元件中。傳統上改變傳動比是通過一個用鮑登線連接到輪轂上的變速桿來完成的，扭把風格轉移者已經變得普遍。

輪轂齒輪系統通常具有較長且大部分免維護的使用壽命，但有些不適合在比賽或丘陵、越野條件下的高壓力使用。許多通勤或城市自行車（例如歐洲城市自行車）現在普遍配備7速齒輪轂，并且8速系統變得越來越可用。較舊或成本較低的多功能自行車通常使用3速齒輪輪轂，例如在自行車共享系統中。許多折疊自行車使用3速齒輪輪轂。可提供多達14個齒輪比的現xxx發。

在自行車輪轂使用行星齒輪之前，它們被用在三輪車上。周轉輪轂的專利可以追溯到1880年代中期。緊湊型行星輪轂齒輪的xxx項專利于1895年授予美國印第安納州諾布爾斯維爾的美國機械師SewardThomasJohnson這是一種2速，但在商業上并不成功。

1896年，英國索爾福德的威廉·賴利(WilliamReilly)為2速花鼓申請了專利，并于1898年以“花鼓”的名義投入生產。這是一個巨大的成功，在生產中持續了十年。它迅速確立了緊湊型行星輪轂齒輪的實用性。

到1902年，賴利設計了一個3速輪轂齒輪。他與“TheHub”的制造商分道揚鑣，但已將他未來齒輪設計的知識產權轉讓給他們。為了規避這個問題，Reilly的3速專利是以他的同事JamesArcher的名義獲得的。與此同時，著名的英國記者和發明家亨利·斯圖米也發明了一種三速輪轂。1903年，羅利自行車公司的負責人弗蘭克·鮑登(FrankBowden)成立了三速齒輪辛迪加(TheThree-SpeedGearSyndicate)，獲得了Reilly/Archer和Sturmey3速的權利。Reilly的花鼓作為xxx款SturmeyArcher3速輪轂投入生產。

1902年，MikaelPedersen（他還生產了DursleyPedersen自行車）獲得了3速輪轂齒輪的專利，該齒輪于1903年生產。據說這是基于“中間軸”原理但可以說是不尋常的行星輪齒輪，其中使用第二個太陽代替齒圈。1904年，Fichtel&Sachs公司（德國，施魏因富特）根據Wanderer的許可生產了一種輪轂齒輪，到1909年，英國市場上有14種不同的3速輪轂齒輪。

到1930年代，世界各地的自行車都使用輪轂齒輪。它們在英國、荷蘭、德語國家和斯堪的納維亞特別受歡迎。自1970年代以來，它們在英語國家變得不那么普遍，但在北歐的許多地方，自行車經常用作日常交通工具，而不僅僅是用于運動或休閑，輪轂齒輪仍然被廣泛使用。更便宜、更強大（但不太可靠）的撥鏈器系統現在已經開始出現，它提供更寬的齒輪范圍。

到1987年，Sturmey-Archer僅生產3速和5速花鼓，Fichtel&Sachs和Shimano僅生產2速和3速花鼓。在那一年，出版了大約80年來xxx本專門涉及周轉自行車齒輪的書（除了服務手冊）。從那時起，人們對輪轂齒輪的興趣緩慢但穩定地增加，這反映在現在可用的產品范圍更廣。

早期的NuVinci樞紐紐芬奇內部結構

1995年，薩克斯推出了Elan，xxx款12速輪轂齒輪，總行程達339%。三年后，Rohloff推出了Speedhub500/14，一個14檔速度和526%范圍的齒輪輪轂，可與27速變速器齒輪系統相媲美，并且對于山地自行車也足夠堅固和輕便。2007年，NuVinci開始制造用于通勤自行車的無級變速器（“無級”）∞速輪轂，范圍增加了約380%(2016)。

截至2008年，Sturmey-Archer生產3、5和8速花鼓，SRAM（Fichtel&Sachs的繼任者）生產3、5、7和9速，Shimano生產3、7和8-速度。2010年2月，Shimano宣布推出11速型號ShimanoAlfine700。

盡管大多數輪轂齒輪系統使用一個后鏈輪，但SRAM的雙驅動系統將行星輪轂與多速后撥鏈器系統相結合，以提供集中在后輪的范圍廣泛的傳動系統。2010年，Canyon推出了1442，這是一種混合式輪轂，它使用類似的周轉/變速器組合。

BromptonBicycle有自己的設計，兩速撥鏈器與特殊的三速寬比Sturmey-Archer花鼓“BWR”（BromptonWideRatio）相結合。該系統可用于折疊自行車（多個前鏈組可能會損壞自行車的折疊機構）、臥式自行車和貨運自行車（小車輪和/或增加的重量需要更廣泛的齒輪和更小的步距）。輪轂齒輪過去也用于摩托車，盡管現在很少見。

最簡單的3速輪轂使用單個行星行星齒輪組。太陽輪（上面黃色部分）牢固地安裝在車軸上，因此相對于自行車車架是固定的。

• 在低速檔時，鏈輪驅動齒圈，行星架驅動輪轂，實現齒輪減速。
• 在中檔時，鏈輪直接驅動輪轂。
• 在高速檔時，鏈輪驅動行星架，齒圈驅動輪轂，從而導致齒輪增加。

輪轂齒輪的輪轂軸（與撥鏈器系統的輪轂軸不同）將在除直接驅動之外的所有齒輪中承載扭矩，因此必須牢固地支撐以防止旋轉。雖然后叉和軸螺母之間的防旋轉墊圈經常被證明是足夠的，但范圍更廣的現代系統使用固定在后下叉上的反作用臂。帶鼓式制動器的后輪（某些通勤自行車的功能）無論如何都需要反作用臂。

大多數輪轂齒輪都以類似的方式操作，只需一個扭轉、扳機或拇指換檔器。一個例外是舊款的Sturmey-Archer5速，它使用第二根變速線在近距離和遠距離太陽輪之間切換，有效地在一個單元中提供了兩個3速花鼓。兩個系列中的中間齒輪都是直接驅動的，因此有五個不同的齒輪。它們可以通過一個特殊的5檔變速桿控制，該變速桿操作兩條電纜，或者使用一個普通的3速變速桿和一個摩擦變速桿。

• 輪轂齒輪密封在輪轂內，可保護它們免受水、沙礫和撞擊的影響。因此，輪轂齒輪通常需要較少的維護，并且隨著時間的推移比可比的外部撥鏈器齒輪系統更可靠，這可能需要更多的調整和更換零件（前鏈輪、后鏈輪、窄撥鏈器鏈條）。
• 花鼓齒輪完全避免了撥鏈器系統可能遭受的與輻條碰撞和車輪塌陷的危險。
• 當后輪不旋轉時，輪轂齒輪可以改變傳動比。這對于經常停下來的通勤騎車和在崎嶇地形中騎山地車非常有用。
• 對于沒有經驗的騎手來說，輪轂齒輪可以更簡單地使用，因為通常只有一個換檔器可以操作，并且沒有重疊的齒輪比。相比之下，現代撥鏈器系統通常有兩個換檔器，需要預先考慮以避免出現問題的齒輪組合。
• 輪轂齒輪可以制造為包括過山車制動器（盡管并非所有輪轂齒輪都可用于過山車制動器）。這對于撥鏈器系統是不可能的，因為鏈條不能傳遞向后的拉力。
• 輪轂齒輪提供了一種在與外部撥鏈器（例如皮帶驅動器和軸驅動器）不兼容的傳動系統上改變齒輪比的方法。
• 單鏈線允許將滿鏈外殼鏈罩，所以鏈可以從水和砂礫被保護，并且可以服裝從與潤滑鏈條接觸的保護。
• 單鏈線不需要鏈條彎曲或扭曲。因此，鏈條可以采用不同的結構，用平行銷代替桶形銷。軸承表面之間的線接觸，而不是撥鏈器鏈條的點接觸，xxx延長了所有部件的使用壽命。
• 在帶有固定鏈條的自行車上，不需要鏈條張緊器，從而消除了在崎嶇地形中可能會損壞的部件——這對越野自行車手來說是一個優勢。在需要張緊器的地方，一個短的籠子通常足以彌補鏈條的松弛。
• 單個外部鏈輪意味著車輪可以有一個輪轂，其法蘭之間的距離更大，并且沒有或更少的碟形輪轂，使其橫向比具有更窄法蘭間距和更多碟形的類似車輪更堅固以容納多個鏈輪。齒輪輪轂的輪轂殼的直徑通常也比撥鏈器輪轂的直徑大，這意味著此類車輪上的輻條可能更短。

• 踩踏板時很難或不可能選擇其他檔位，因為在這種情況下需要釋放壓力才能進行更改。
• 后輪無法與帶輪轂齒輪的自行車完全分離，同時還要斷開齒輪電纜（和任何過山車制動夾），這會使更換內胎的過程變得復雜（當然，仍然可以在不拆下內胎的情況下修補內胎）車輪）。
• 輪轂齒輪是車輪的一個組成部分，如果不更換輪轂齒輪就無法更換車輪。
• 輪轂齒輪更復雜，通常騎手更難修理，這在路邊幾乎是不可能的。
• 輪轂齒輪通常比撥鏈器系統貴（注意：這取決于您將它們與什么進行比較）。
• 在通勤/娛樂功率水平下，當前的輪轂齒輪的效率通常比合理維護的撥鏈器齒輪低10%左右。（注意：一些來自制造商測試的營銷材料中的數字為2%，但這不僅是錯誤的，而且是不可能的。一些測試將新的內齒輪輪轂與舊的、維護不良的輪轂進行了比較撥鏈器系統，或者沒有在軸上施加任何重量并將負載施加到系統中。實際數字是不同的-效率/損失更接近所有行星齒輪傳動的效率/損失。）
• 輪轂齒輪往往比具有相同傳動特性的撥鏈器系統重，并且額外的重量集中在后輪上。出于這個原因，它們不是運動用途后懸架自行車的主要選擇，因為額外的非簧載重量可能會對牽引力和制動產生不利影響。
• 輪轂齒輪通常與快速釋放機構/叉軸不兼容。
• 有時在換檔時可能無法選擇檔位，而換檔時齒輪拉線調整不當，這會導致完全失去驅動力。

傳統的輪轂齒輪在換檔器處分度，使操作依賴于正確的電纜張力（及其潤滑）。在實踐中，除了高里程單位外，換檔和隨之而來的內部損壞是不尋常的。現代輪轂齒輪裝置在裝置內包含分度裝置，因此不受以這種方式引起的換檔故障的影響。

大多數Sturmey-Archer和Fichtel&Sachs的“魚雷”系統默認為在松弛電纜時使用最xxx位，這可以使自行車在平坦地形中進行長途旅行，即使更換機制出現故障。它更像是一個撥鏈器系統，可以在出現類似故障時手動設置為高速檔。然而，最早的Sturmey-Archer花鼓默認為低速檔。一些現代輪轂齒輪系統，例如7速Shimano，也默認為底部齒輪，因此更依賴于拉線。

一些系統將內部齒輪轂與外部撥鏈器結合在一起。帶有適合窄鏈條的鏈輪的自由輪轂可以與雙牙盤或三牙盤和前撥鏈器結合使用，以提供更寬的范圍和更緊密的傳動比間距。需要鏈條張緊器或后撥鏈器來消除鏈條松弛，并且需要注意不要使用太小的鏈輪片/鏈輪比來過度擰緊輪轂。

或者，一些輪轂可以接受兩個碟形驅動鏈輪，騎手可以用后撥鏈器在它們之間切換。仔細選擇鏈輪可使使用一個鏈輪時的可用齒輪比介于使用第二個鏈輪時的可用齒輪比之間，從而提供半步齒輪傳動，如Brompton6速折疊自行車。這個概念在SRAM雙驅動系統中得到使用和擴展，其中一個傳統的多速飛輪安裝在一個3速輪轂上。類似版本的廣受歡迎的AW花鼓由SturmeyArcher制造。該系統可用于不能接受前撥鏈器的自行車。德國公司Canyon推出了14422010年，使用類似的周轉/撥鏈器組合的混合式輪轂。

當前后撥鏈器都與齒輪輪轂一起使用時，結果是一個非常廣泛的動力傳動系統，但代價是增加了重量和復雜性。

雙驅動系統的一個特殊用途是在橫臥式自行車上，如果接合了高速檔，從靜止狀態開始或在急剎車后非常困難。在立式自行車上，如果掛上高速檔，騎手可以用一條腿來獲得最小的動力，然后站在踏板上，用上半身來平衡自行車；這在兩輪臥式自行車上是不可能的。在這里，雙驅動設置允許在靜止或低速時換檔，這是單獨使用撥鏈器齒輪無法實現的。

先進的輪轂齒輪通過使用多個相互驅動的行星齒輪提供更多的齒輪。選擇它們的比率是為了提供更均勻的齒輪間隔和更大的總齒輪范圍。此類裝置的工作原理與不太先進的系統相同，帶有觸發器或帶有順序移位的扭曲移位器。

• 12速SachsElan是市場上xxx個具有10或更多速度的輪轂齒輪（1995-1999）。它被認為很重并且存在質量問題，幾年后就停產了。
• 1998年推出的14速RohloffSpeedhub輪轂齒輪的范圍超過5比1，因此在范圍上可與24、27和30速變速器系統相媲美（前后齒輪為3x8、3x9和3x10），因為后者有三個重疊的范圍，通常只有大約14個不同的檔位。由于與Speedhub沒有重疊，因此輪轂齒輪只有兩個換檔方向（向上和向下），而前后撥鏈器齒輪需要兩個具有兩個換檔方向的換檔操作員才能換檔。
• 2010年推出的11速ShimanoAlfine700輪轂齒輪的齒輪范圍超過4比1，可與20速變速器傳動系統相媲美，并且內部部件在油浴中運行，以提高機械效率。